● 摘要
等离子体在对燃烧过程的控制中，可以缩短点火延迟时间，提高燃烧速度，使燃料燃烧更加充分完全。相比于其他强化方法，如直接加热，增加浓度，使用催化剂等，等离子的强化效果更明显。单线态氧和臭氧是氧等离子体中的两种活性物质，会对燃烧产生一定的强化。本文主要研究单线态氧和臭氧对氢氧燃烧系统的强化机理。
利用化学动力学软件Chemkin仿真计算Starik模型，GRI3.0模型，Konnov模型及Mueller模型这四个经典模型的点火延迟时间，火焰速度，火焰温度及组分变化并与实验数据对比，最后选择Starik模型作为研究的基础模型。在基础模型中添加与单线态氧和臭氧相关的基元反应形成新机理并验证该机理的可用性，进一步用新机理研究单线态氧和臭氧对氢氧燃烧系统的强化。
单线态氧和臭氧对氢氧燃烧系统的强化主要通过四个方面进行研究，分别是点火延迟时间，火焰温度，火焰速度和组分分布。
利用均相反应模型对氢氧燃烧的点火进行数值计算，分别计算在添加有不同浓度的单线态氧、不同浓度臭氧、以及两者都加入时的点火延迟时间，火焰温度以及组分分布。计算结果表明，这两种活性分子都可以缩短点火延迟时间，添加的单线态氧和臭氧越多，点火延迟时间越短，而且臭氧的强化效果要好于单线态氧。单线态氧和臭氧对火焰温度的影响并不明显。加入单线态氧和臭氧可以缩短生成的组分达到最大浓度所需的时间。
利用一维火焰模型对初温300K，一个大气压下的氢氧燃烧进行数值计算，结果发现，在富燃时单线态氧和臭氧对氢氧燃烧系统的强化效果要逊色于贫燃和化学当量比的情况，臭氧对火焰速度的强化效果要好于相同浓度的单线态氧。
用敏感性方法分析对氢氧燃烧的点火延迟时间及火焰速度影响较关键的基元反应，结果发现，对点火延迟时间和火焰速度影响较关键的基元反应都是与活性基的生成和消耗相关的反应。